Kalkulator Gelombang Radio

Gelombang radio adalah jenis radiasi elektromagnetik dengan frekuensi antara 3 kHz hingga 300 GHz. Ia digunakan untuk komunikasi tanpa wayar termasuk radio, televisyen, telefon bimbit, WiFi, dan komunikasi satelit.

Ciri utama:

• Panjang gelombang panjang: Berbanding dengan cahaya tampak dan radiasi EM lain
• Frekuensi rendah: Lebih rendah daripada inframerah, cahaya tampak, dan cahaya ultraviolet
• Kemampuan penembusan: Boleh menembusi dinding dan halangan lain
• Penglihatan garis: Frekuensi VHF dan lebih tinggi memerlukan pengedaran garis-penglihatan

Kes utama penggunaan:

1. Komunikasi: Gelombang radio adalah asas semua komunikasi tanpa wayar
2. Navigasi: GPS, radar, dan sistem navigasi menggunakan gelombang radio
3. Pengesan jauh: Radar cuaca, pengimejan satelit
4. Aplikasi perubatan: Mesin MRI menggunakan gelombang radio
5. Penyelidikan saintifik: Astronomi radio, fizik zarah

Mengapa kira frekuensi dan panjang gelombang?

• Reka bentuk sistem: Jurutera perlu mengetahui frekuensi yang betul untuk aplikasi khusus
• Reka bentuk antena: Saiz antena berkaitan dengan panjang gelombang
• Pengedaran isyarat: Frekuensi yang berbeza diedar secara berbeza
• Patuhan peraturan: Jalur frekuensi dikawal oleh kerajaan

Fizik di sebalik gelombang radio:

1. Spektrum elektromagnetik: Gelombang radio adalah sebahagian daripada spektrum EM, antara 3 kHz dan 300 GHz
2. Persamaan gelombang: Hubungan asas adalah λ = c / f, di mana:
   • λ (lambda) = panjang gelombang
   • c = kelajuan cahaya (≈ 3×10⁸ m/s)
   • f = frekuensi
3. Hubungan songsang: Apabila frekuensi meningkat, panjang gelombang berkurang secara berkadar
4. Mod pengedaran: Gelombang radio boleh merentas melalui:
   • Gelombang tanah: Mengikuti permukaan Bumi (LF, MF)
   • Gelombang langit: Mencerminkan ionosfera (HF)
   • Garis penglihatan: Pengedaran langsung (VHF dan ke atas)

Prinsip utama:

• Kelajuan cahaya adalah malar: Semua gelombang EM merentas pada kelajuan yang sama dalam vakum
• Frekuensi menentukan tenaga: Frekuensi lebih tinggi = tenaga lebih tinggi
• Panjang gelombang menentukan saiz: Saiz antena biasanya 1/4 atau 1/2 panjang gelombang

Aplikasi praktikal:

1. Telekomunikasi: Rangkaangan mudah alih (4G/5G), WiFi, Bluetooth
2. Penyiaran: Stesen radio dan televisyen
3. Navigasi: GPS, sistem radar, navigasi kapal terbang
4. Kawalan jauh: Pintu garaj, drone
5. Peranti perubatan: Mesin MRI, sensor perubatan tanpa wayar
6. Penyelidikan saintifik: Astronomi radio, pecut zarah
7. Aplikasi ketenteraan: Komunikasi selamat, sistem radar
8. Eksplorasi angkasa: Komunikasi angkasa jauh, kawalan satelit

Industri yang menggunakan gelombang radio:

• Telekomunikasi - Operator rangkaangan mudah alih
• Penyiaran - Stesen radio dan TV
• Penerbangan - Kawalan lalu lintas udara, navigasi
• Maritim - Navigasi kapal, komunikasi
• Ketenteraan - Komunikasi selamat, radar
• Angkasa - Komunikasi satelit, angkasa jauh

Q: Apakah perbezaan antara frekuensi dan panjang gelombang?

A: Frekuensi adalah bilangan kitaran gelombang sesaat (diukur dalam Hertz), manakala panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak gelombang berturutan (diukur dalam meter). Mereka berkaitan secara songsang: apabila frekuensi meningkat, panjang gelombang berkurang, dan sebaliknya.

Q: Julat frekuensi apa yang digunakan untuk komunikasi radio?

A: Komunikasi radio menggunakan pelbagai julat frekuensi:

• LF (Frekuensi Rendah): 30-300 kHz - Radio gelombang panjang
• MF (Frekuensi Sederhana): 300 kHz-3 MHz - Radio AM
• HF (Frekuensi Tinggi): 3-30 MHz - Radio gelombang pendek
• VHF (Frekuensi Sangat Tinggi): 30-300 MHz - Radio FM, TV
• UHF (Frekuensi Ultra Tinggi): 300 MHz-3 GHz - Telefon bimbit, WiFi
• SHF (Frekuensi Super Tinggi): 3-30 GHz - Mikrogelombang, satelit
• EHF (Frekuensi Sangat Tinggi): 30-300 GHz - Gelombang milimeter